触控显示面板及其感测驱动方法与流程

本发明涉及一种触控显示面板及其感测驱动方法，特别涉及一种具检测触碰位置及检测触碰压力的功能的触控显示面板及其感测驱动方法。

背景技术：

投射式电容触控面板因为与液晶显示器(lcd)整合，因此能够有较低成本，且模块厚度也可随之减少。然而，与液晶显示器整合的触控面板的触控感测器仅可进行触控位置检测，并无法检测触控压力的大小。若要具有检测触控压力的功能，则需要靠外挂式的压力感测器(forcesensor)来实现。但是使用这种外挂式的压力感测器，不但贴合工续较多之外，额外的压力感测器的基板的厚度也容易造成整体模块厚度增加，而违背目前超薄化趋势，且外挂式压力感测器也可能造成液晶显示器的光学品质劣化。

技术实现要素：

本发明一实施例提供一种触控显示面板。触控显示面板包含第一电极层、第二电极层、第三电极层、第一介电层、第二介电层及阵列层。第一电极层包含多个第一感测电极，第二电极层包含多个第二感测电极，第三电极层包含多个第三感测电极，第一介电层设置于第一电极层及第二电极层之间，而第二介电层包含弹性材料。阵列层用以根据上述多个第一感测电极与上述多个第二感测电极之间的电容值，决定触控显示面板的触控位置；于第一时段，根据上述多个第二感测电极与上述多个第三感测电极之间的电容值，决定触控位置的触控压力；以及于第二时段，提供共同电压至上述多个第三感测电极。其中第一时段及第二时段在时序上彼此不重叠，而共同电压具有固定的电压电平以供触控显示面板进行像素驱动之需。

本发明一实施例提供一种触控显示面板。触控显示面板包含第一电极层、第二电极层、第一介电层以及阵列层。第一电极层包含多个第一感测电极，而第二电极层含多个第二感测电极。第一介电层形成于第一电极层及第二电极层之间，并包含弹性材料。第二电极层形成于阵列层之上。阵列层用以于第一时段根据上述多个第一感测电极与上述多个第二感测电极之间的电容值，以决定触控显示面板的触控位置；于第二时段，至少通过上述多个第二感测电极，决定触控位置的触控压力；以及于第三时段，提供共同电压至上述多个第二感测电极。其中第一时段、第二时段及第三时段在时序上彼此不重叠，而共同电压具有固定的电压电平以供触控显示面板进行像素驱动之需。

本发明一实施例提供一种感测驱动方法，用于驱动触控显示面板。触控显示面板包含第一电极层、第二电极层、第三电极层、第一介电层及第二介电层。第一电极层包含多个第一感测电极，第二电极层包含多个第二感测电极，第三电极层包含多个第三感测电极，第一介电层设置于第一电极层及第二电极层之间，而第二介电层包含弹性材料。上述感测驱动方法包含：提供第一驱动信号至上述多个第二感测电极，以供触控显示面板进行触控位置检测之需；接收来自上述多个第一感测电极的第一感测信号，以检测触控显示面板的触控位置，其中第一感测信号的电压电平与上述多个第一感测电极及上述多个第二感测电极之间的电容值变化量相关；于第一时段，接收第二感测信号，以决定触控位置的触控压力；以及于第二时段，提供共同电压至上述多个第三感测电极。其中第一时段及第二时段在时序上彼此不重叠，而共同电压具有固定的电压电平，以供触控显示面板进行像素驱动之需。

本发明一实施例提供一种感测驱动方法，用于驱动触控显示面板。触控显示面板包含第一电极层、第二电极层以及第一介电层。第一电极层包含多个第一感测电极，而第二电极层包含多个第二感测电极。第一介电层形成于第一电极层及第二电极层之间，并包含弹性材料。上述的感测驱动方法包含：于第一时段，提供第一驱动信号至上述多个第二感测电极，并接收来自第一电极层的第一感测信号，以检测触控显示面板的触控位置，其中第一感测信号的电压电平与上述多个第一感测电极及上述多个第二感测电极之间的电容值相关；于第二时段接收来自上述多个第二感测电极的第二感测信号，以决定触控位置的触控压力；以及于第三时段，提供共同电压至上述多个第二感测电极。其中第一时段、第二时段及第三时段在时序上彼此不重叠，而共同电压具有固定的电压电平，以供触控显示面板进行像素驱动之需。

本发明一实施例提供一种感测驱动方法，用于驱动上述的触控显示面板。感测驱动方法包含：提供第一驱动信号至上述多个第二感测电极，并接收来自上述多个第一感测电极的第一感测信号，以根据位置检测频率检测触控显示面板的触控事件的触碰程度；判断触控事件的触碰程度是否大于第一触碰程度；当触控事件的触碰程度大于第一触碰程度，根据压力检测频率检测触控压力，并根据位置检测频率检测触控事件，其中压力检测频率小于位置检测频率；判断触控压力是否大于预设压力；及当触控压力大于预设压力，调整位置检测频率或压力检测频率，而使压力检测频率大于位置检测频率。

在本发明各实施例中，以分时控制的方式，分别在不同时段将其中一电极层的多个感测电极分时地作为用以触控位置所受到触控力大小的电极，以及作为用以提供共同电压的共同电极。因此，同一电极层可具有双重的功能，故可有效地减少触控显示面板的整体厚度，而有助于触控显示面板的超薄化。此外，因同一电极层可具有上述双重的功能，故不需通过外挂的压力感测器即可使触控显示面板具有检测外力大小的功能，而可相对地减少贴合工续。

附图说明

图1为本发明一实施例的具有三电极层的触控显示面板的迭构图。

图2为图1的触控显示面板的三电极层的结构图。

图3为本发明第一实施例的具有三电极层的触控显示面板的迭构图。

图4为本发明第二实施例的具有三电极层的触控显示面板的迭构图。

图5为本发明第三实施例的具有三电极层的触控显示面板的迭构图。

图6用以表示本发明一实施例的触控显示面板的相关信号。

图7用以表示本发明一实施例的感测驱动方法。

图8用以表示本发明另一实施例的触控显示面板的相关信号。

图9用以表示本发明另一实施例的感测驱动方法。

图10为本发明第四实施例的具有三电极层的触控显示面板的迭构图。

图11为本发明第五实施例的具有三电极层的触控显示面板的迭构图。

图12为本发明一实施例的触控显示面板的三个电极层的结构图。

图13用以表示本发明一实施例的触控显示面板的相关信号。

图14用以表示本发明一实施例的感测驱动方法。

图15为本发明一实施例的具有双电极层的触控显示面板的迭构图。

图16为图15的触控显示面板的双层电极层的结构图。

图17为本发明第六实施例的具有双电极层的触控显示面板的迭构图。

图18为本发明第七实施例的具有双电极层的触控显示面板的迭构图。

图19用以表示本发明一实施例的触控显示面板的相关信号。

图20用以表示本发明一实施例的感测驱动方法。

图21为本发明第八实施例的具有双电极层的触控显示面板的迭构图。

图22为第21图的触控显示面板的两个电极层的结构图。

图23用以表示本发明一实施例的触控显示面板的相关信号。

图24用以表示本发明一实施例的感测驱动方法。

图25为本发明一实施例的触控显示面板的相关信号的时序图。

图26为本发明另一实施例的触控显示面板的相关信号的时序图。

图27为本发明另一实施例的触控显示面板的相关信号的时序图。

图28为本发明一实施例的感测驱动方法的流程图。

图29为本发明另一实施例的感测驱动方法的流程图。

图30为本发明再一实施例的感测驱动方法的流程图。

附图标记说明：

100、300、400、500、1000、1100、1500、1700、1800、2100触控显示面板

110上基板

112触控表面

120、140、160电极层

122绝缘层

130、150、190介电层

132滤光层

152液晶层

170阵列层

180下基板

210、220、230电极

700、900、1400、2000、2400、3000感测驱动方法

s710至s740、s910至s970、s1410至s1460、s2010至s2050、s2410至s2450、s2810至s2840、s2910至s2970、s3010至s3050步骤

c1、c2电容值

g1至gn栅极信号

tx、tx-tp、tx-tp1、tx-tp2、tx-f、tx-f1、tx-f2驱动信号

rx-tp、rx-f感测信号

vcom共同电压

vref参考电压

xx方向

yy方向

具体实施方式

一般触控式液晶显示面板由上而下依序可包含上基板、滤光(colorfilter)层、液晶间隙(cellgap)层、阵列层及下基板，本发明所公开的触控显示面板是整合部分或全部的检测触控位置与检测触控压力的电极层于触控显示面板内，用以降低触控显示面板的厚度及整合触控显示功能。其中，本发明各实施例的触控显示面板可为触控式液晶显示面板。此外，阵列层为触控显示面板的显示区的驱动元件层，可包含数据线或扫描线等金属层。以下详细说明本发明的触控显示面板的具体实施方式及感测驱动方法。

请参考图1，图1为本发明一实施例的具有三电极层的触控显示面板100的迭构图。触控显示面板100具有三层电极层分别是电极层120、电极层140及电极层160，而如图1所示，触控显示面板100由上而下依序包含上基板110、电极层120、介电层130、电极层140、介电层150、电极层160、阵列层170及下基板180。介电层130介于电极层120与电极层140之间。介电层150设于电极层140与电极层160之间，且包含弹性材料可以受压力产生形变。其中电极层120、电极层140、电极层160可以是透明电极(ito)或是其他透明导电材质。阵列层170为触控显示面板100的显示区的驱动元件层，可包含数据线或扫描线等金属层。

请参考图2，图2为图1的具有三层电极层的触控显示面板100的电极层120、电极层140及电极层160的结构图。其中，电极层120包含多个感测电极210沿y方向平行设置，电极层140包含多个感测电极220沿x方向平行设置，而电极层160包含多个感测电极230沿y方向平行设置，其中x方向与y方向在其xy平面上具有不为零的夹角。在本实施例中，x方向与y方向在其xy平面上的夹角等于九十度，但本发明并不以此为限，x方向与y方向在其xy平面上的夹角可以等于其他角度。此外，虽然多个感测电极210及多个感测电极230皆沿y方向平行设置，但在本发明其他实施例中，多个感测电极210及多个感测电极230可沿不同方向设置，且多个感测电极210设置方向与多个感测电极230的设置方向不平行于多个感测电极220的设置方向。

以下将就触控显示面板100的感测驱动方式作说明。请再参考图1及图2。当触控显示面板100输入信号，电极层120的感测电极210与电极层140的感测电极220因介电层130介于其间而产生电场并具有电容值c1，而电极层140的感测电极220与电极层160的感测电极230因介电层150介于其间而产生电容值c2。当使用者以手指或触控笔触控触控显示面板100的触控表面112，使得电容值c1因电极层120与电极层140之间的电场发生变化而改变，触控显示面板100即可藉依据电容值c1的改变，决定触控事件及触控位置。此外，介电层150可包含弹性材料，当触控表面112受到压力使得介电层150发生形变，使得介电层150的电容值c2发生改变，触控显示面板100即可藉依据电容值c2的改变，决定触控位置上的触控压力的大小。值得注意的是，电极层140设置于电极层120与电极层160之间，并可作为检测触控位置的驱动信号的发射端以及作为检测触控压力的驱动信号的发射端，本发明通过共用电极层140作为检测触控位置以及检测触控压力的驱动电极的发射端，故可减少触控显示面板100的厚度。此外，电极层160可以是触控显示面板100用来提供共同电压vcom以执行显示功能的共同电极层，而其中共同电压vcom具有固定的电压电平以供触控显示面板100进行像素驱动之需。触控显示面板100通过共用电极层160分时地提供共同电压vcom并接收感测信号以检测触控位置及检测触控压力，故可有效地减少触控显示面板100的厚度。

第一实施例

请参考图3，图3为本发明第一实施例的具有电极层120、电极层140及电极层160的触控显示面板300的迭构图。触控显示面板300可以应用于水平电场切换(inplaneswitching；ips)等其共同电极层与阵列层紧密相邻的显示面板。触控显示面板300由上而下依序有上基板110、电极层120、介电层130、电极层140、介电层150、电极层160、阵列层170及下基板180。其中，介电层130可为滤光(colorfilter)层132，而介电层150可为液晶间隙(cellgap)层152。触控显示面板300的三电极层120、140及160的结构可如上所述(如图2)。此外，触控显示面板300还可包含上偏光片与下偏光片(未绘示)设置于触控显示面板200的外侧。

第二实施例

请参考图4，图4为本发明第二实施例的具有三电极层120、140及160的触控显示面板400的迭构图。触控显示面板400由上而下包含电极层120、介电层130、电极层140、介电层150、电极层160、阵列层170及基板180。其中，介电层130可为上基板110，介于电极层120与电极层140之间。介电层150可包含滤光层132与液晶层152，介于电极层140与电极层110之间。此外，触控显示面板300的三电极层120、140及160的结构可如上所述(如图2)。

第三实施例

请参考图5，图5为本发明第三实施例的具有三电极层120、140及160的触控显示面板500的迭构图。触控显示面板500可以应用于水平电场切换(ips)的共同电极层与阵列层相邻的显示面板。触控显示装置500由上而下包含电极层120、介电层130、电极层140、介电层150、电极层160、阵列层170及下基板180。其中，介电层130可为一绝缘层(insulator)122，而介电层150可为上基板110、滤光层132及液晶层152。此外，触控显示面板300的三电极层120、140及160的结构可如图2所述。

以下说明具有三电极层120、140及160的触控显示面板100、300、400及500详细作动方式。请参考图6及图7，图6用以表示本发明一实施例的触控显示面板(如上述的触控显示面板100、300、400及500)的相关信号，而图7用以表示本发明一实施例的感测驱动方法700，其可应用于具有三层感测电极架构的触控显示面板(如上述的触控显示面板100、300、400及500)。感测驱动方法700包含：

步骤s710：电极层140自控制单元(未绘示)接收驱动信号tx，亦即控制单元提供驱动信号tx至电极层140，其中所述的控制单元可以是集成电路(ic)、或者驱动电路以接收感测信号或提供驱动信号至触控显示面板，可以例如是触控驱动电路、显示驱动电路、数据驱动电路以及时序控制单元等等，本发明并不以此为限；

步骤s720：电极层120输出感测信号rx-tp至控制单元(亦即控制单元接收来自电极层120的感测信号rx-tp)，以检测触控位置；

步骤s730：于时段a，电极层160输出感测信号rx-f至控制单元(亦即控制单元接收来自电极层160的感测信号rx-f)，以检测触控位置的触控压力的大小；以及

步骤s740：于时段b，电极层160接收控制单元所提供的共同电压vcom。其中，时段a及时段b在时序上彼此不重叠，而共同电压vcom具有固定的电压电平以供触控显示面板进行显示之需。

在本实施例中，上述步骤s710至s740可于触控显示面板100、300、400及500的每一个画面周期(frameperiod)t执行一次，亦即触控显示面板100、300、400及500会周期性地执行步骤s710至s740。每个画面周期t包含有时段a及时段b，时段a与时段b在时序上彼此不重叠，所述的画面周期可以是触控显示面板执行一次完整的显示画面的时间，大体上亦即扫描所有栅极线的时间。驱动信号tx为触控显示面板100、300、400或500进行检测触控位置及检测触控压力时的驱动信号，因驱动信号tx被传送到电极层140，电极层120及电极层160会相应地分别输出感测信号rx-tp及rx-f。其中感测信号rx-tp的电压电平与电容值c1的变化量相关，而感测信号rx-f的电压电平与电容值c2的变化量相关。触控显示面板100、300、400或500可依据感测信号rx-tp，判断电容值c1的变化，进而依据电容值c1的变化判断触控显示面板100、300、400或500是否有触控事件发生并从而决定触控事件的触控位置，并可输出触控位置的坐标。在本实施例中，触控显示面板100、300、400或500于进行触控位置检测时，可通过互电容检测(mutualcapacitancesensing)的方式检测电极层120与电极层140之间的电容值c1的变化，以判断出触控显示面板100、300、400或500的被触控位置。触控显示面板100、300、400或500进行触控位置检测的动作可于时段a及b中都执行，亦可以仅于时段a及b的其中之一时段中执行。此外，触控显示面板100、300、400或500可依据感测信号rx-f，判断电容值c2的变化，进而依据电容值c2的变化判断触控显示面板100、300、400或500触控位置上所受到的触控压力的大小。其中，于时段a，感测信号rx-f可由电极层160输出至控制单元，而以互电容检测方式检测电容值c2因介电层150受形变而所产生的变化量，进而依据电容值c2的变化检测触控位置的触控压力；而在时段b，共同电压vcom被提供至电极层160以执行显示功能。因此，通过上述的感测驱动方法700，一方面，触控显示面板100、300、400或500可通过同时检测触控位置及执行显示功能，故可以提升其触控效能；另一方面，触控显示面板100、300、400或500因可同时检测触控位置及检测触控压力，故也可以提升其触控效能。然检测触控位置、执行显示功能及检测触控压力亦可以分别于不同时间执行，本发明并不以此为限，只要可适用本发明的触控显示面板的驱动方法均应属于本发明欲保护的范围。此外，因同一电极层可具有双重的功能(如电极层160可作为共同电极层及触控压力感测的电极层之用)，故不需通过外挂的压力感测器即可使触控显示面板具有检测外力大小的功能，而可相对地减少触控显示面板的贴合工序。

请参考图8及图9，图9用以表示本发明另一实施例的触控显示面板(如上述的触控显示面板100、300、400及500)的相关信号，而图9用以表示本发明另一实施例的感测驱动方法900，其可应用于具有三层感测电极架构的触控显示面板(如上述的触控显示面板100、300、400及500)。感测驱动方法900包含：

步骤s910：于时段a内的子时段a1，电极层160自控制单元接收驱动信号tx-f，亦即控制单元提供驱动信号tx-f至电极层160；

步骤s920：于时段a的子时段a2，电极层160输出感测信号rx-f至控制单元，以检测触控位置的触控压力；

步骤s930：于时段a的子时段a1，电极层140自控制单元接收驱动信号tx-f，亦即控制单元提供驱动信号tx-f至电极层140；

步骤s940：于时段a的子时段a2，电极层140输出感测信号rx-f至控制单元，以检测触控位置的触控压力的大小；

步骤s950：于时段b，电极层140自控制单元接收驱动信号tx-tp，亦即控制单元提供驱动信号tx-tp至电极层140；

步骤s960：于时段b，电极层120输出感测信号rx-tp至控制单元，以检测触控位置；以及

步骤s970：于时段b，电极层160接收控制单元所提供的共同电压vcom。其中，时段a、b及c在时序上彼此不重叠，而共同电压vcom具有固定的电压电平以供触控显示面板进行像素驱动之需。

在本实施例中，上述步骤s910至s970可于触控显示面板100、300、400及500的每一个画面周期t执行一次，亦即触控显示面板100、300、400及500会周期性地执行步骤s910至s970。每个画面周期t包含有时段a及时段b，时段a又包含子时段a1及a2，而子时段a1、子时段a2及时段b在时序上彼此不重叠。在时段a内，触控显示面板100、300、400及500检测触碰位置的测触碰压力；而在时段b内，触控显示面板100、300、400及500检测触碰位置，并提供共同电压vcom以进行像素的驱动操作。在本实施例中，步骤s910及s920的功能与步骤s930及s940的功能是一样的，皆用于检测触控压力。因此，在本发明其他实施例中，可省略步骤s910及s920，或是省略步骤s930及s940，而保留其余的步骤。驱动信号tx-f为触控显示面板100、300、400或500进行检测触控压力时的驱动信号，而触控显示面板100、300、400或500于进行触控压力检测时，可通过自电容检测(selfcapacitancesensing)的方式检测介电层150的电容值c2的变化。当触控显示面板100、300、400或500以自电容检测的方式进行触控压力检测时，控制单元将驱动信号tx-f传送到电极层140或160。当驱动信号tx-f于子时段a1内被传送到电极层140或160时，电极层140或160会相应地输出感测信号rx-f，而触控显示面板100、300、400或500可依据感测信号rx-f，判断电容值c2的变化，进而依据电容值c2的变化判断触控显示面板100、300、400或500触控位置上所受到的触控压力的大小。此外，驱动信号tx-tp则为触控显示面板100、300、400或500进行检测触控位置时的驱动信号，当驱动信号tx-tp传送到电极层140时，电极层120会相应地输出感测信号rx-tp。其中感测信号rx-tp的电压电平与电容值c1的变化量相关，触控显示面板100、300、400或500可依据感测信号rx-tp，判断电容值c1的变化，进而依据电容值c1的变化判断触控显示面板100、300、400或500是否有触控事件发生并从而决定触控事件的触控位置，并可输出触控位置的坐标。因此，通过上述的感测驱动方法900，触控显示面板100、300、400或500可通过同时检测触控位置及执行显示功能，故可以提升其触控效能。此外，因同一电极层可具有双重的功能，故不需通过外挂的压力感测器即可使触控显示面板具有检测外力大小的功能，而可相对地减少贴合工序。

第四实施例

请参考图10，图10为本发明第四实施例的具有三电极层120、140及160的触控显示面板1000的迭构图。触控显示面板1000可以应用于扭曲向列型(twistednematic；tn)或者垂直配向型(verticalalignment；va)等其共同电极层与滤光层紧密相邻的面板。触控显示面板1000由上而下包含上基板110、电极层120、介电层130、电极层140、滤光层132、电极层160、介电层150、阵列层170及下基板180。其中，介电层130可为绝缘层122，而介电层150可为液晶层152。本实施例与上述实施例不同的是，触控显示面板1000的介电层150是介于电极层160及阵列层170之间。触控显示面板1000还可包含上偏光片与下偏光片(未绘示)设置于触控显示面板1000的外侧。触控显示面板1000中用于触控位置检测及触控压力检测的电极层均整合于显示面板内。此外，如图12所示，触控显示面板1000的电极层120包含多个感测电极210沿y方向平行设置，触控显示面板1000的电极层140包含多个感测电极220沿x方向平行设置，而触控显示面板1000的电极层160包含多个感测电极230以矩阵方式设置，其中x方向与y方向在一平面上可以为垂直。此外，阵列层170为触控显示面板1000的显示区的驱动元件层，而可包含数据线或扫描线(未绘示)等金属层。

第五实施例

请参考图11，图11为本发明第五实施例的具有三电极层120、140及160的触控显示面板1100的迭构图。触控显示面板1100可以应用于扭曲向列型(tn)或者垂直配向型(va)等其共同电极层与滤光层紧密相邻的面板。触控显示面板1100由上而下包含电极层120、介电层130、电极层140、上基板110、滤光层132、电极层160、介电层150、阵列层170及下基板180。其中，介电层130可为绝缘层122，而介电层150可为液晶层152。此外，如图12所示，触控显示面板1000的电极层120包含多个感测电极210沿y方向平行设置，触控显示面板1000的电极层140包含多个感测电极220沿x方向平行设置，而触控显示面板1000的电极层160包含多个感测电极230以矩阵方式设置，其中x方向与y方向在一平面上可以为垂直。

请参考图13及图14，图13用以表示本发明另一实施例的触控显示面板(如上述的触控显示面板100、300、400、500、1000及1100)的相关信号，而图14用以表示本发明另一实施例的感测驱动方法1400，其可应用于具有三层感测电极架构的触控显示面板(如上述的触控显示面板100、300、400、500、1000及1100)。感测驱动方法1400包含：

步骤s1410：电极层140自控制单元接收驱动信号tx-tp，亦即控制单元提供驱动信号tx-tp至电极层140；

步骤s1420：电极层120输出感测信号rx-tp至控制单元，以检测触控位置；

步骤s1430：于时段a，控制单元提供参考电压vref至阵列层170，其中参考电压vref具有固定的电压电平；

步骤s1440：于时段a内的子时段a1，电极层160自控制单元接收驱动信号tx-f，亦即控制单元提供驱动信号tx-f至电极层160；

步骤s1450：于时段a的子时段a2，电极层160输出感测信号rx-f至控制单元，以检测触控位置的触控压力的大小；以及

步骤s1460：于时段b，电极层160接收控制单元所提供的共同电压vcom。其中，时段a、b及c在时序上彼此不重叠，而共同电压vcom具有固定的电压电平以供触控显示面板进行像素驱动之需。

在本实施例中，上述步骤s1410至s1460可于触控显示面板100、300、400、500、1000及1100的每一个画面周期t执行一次，亦即触控显示面板100、300、400、500、1000及1100会周期性地执行步骤s1410至s1460。每个画面周期t包含有时段a及时段b，时段a又包含子时段a1及a2，而子时段a1、子时段a2及时段b在时序上彼此不重叠。驱动信号tx-tp为触控显示面板100、300、400、500、1000或1100进行检测触控位置时的驱动信号，当驱动信号tx-tp传送到电极层140时，电极层120会相应地输出感测信号rx-tp。其中感测信号rx-tp的电压电平与电容值c1的变化量相关，触控显示面板100、300、400或500可依据感测信号rx-tp，判断电容值c1的变化，进而依据电容值c1的变化判断触控显示面板100、300、400、500、1000或1100是否有触控事件发生并从而决定触控事件的触控位置，并可输出触控位置的坐标。此外，驱动信号tx-f则为触控显示面板100、300、400、500、1000或1100进行检测触控压力时的驱动信号，而触控显示面板100、300、400、500、1000或1100于进行触控压力检测时，可通过自电容检测的方式检测介电层150的电容值c2的变化。当触控显示面板100、300、400、500、1000或1100以自电容检测的方式进行触控压力检测时，控制单元可提供一具有固定位准的参考电压至阵列层170内的金属层(未绘示)的数据线或扫描线等，并且控制单元亦将驱动信号tx-f传送到电极层160。当驱动信号tx-f于子时段a1内被传送到电极层160时，电极层160于子时段a2内会相应地输出感测信号rx-f，而触控显示面板100、300、400、500、1000或1100可依据感测信号rx-f，判断电容值c2的变化，进而依据电容值c2的变化判断触控显示面板100、300、400、500、1000或1100触控位置上所受到的触控压力的大小。

触控显示面板100、300、400、500、1000及1100通过三电极层的设计方式，整合显示功能、检测触控位置功能及检测触控压力功能。通过电极层160分时用以提供共同电压vcom与接收感测信号rx-f，使得显示驱动与检测触控压力可共用电极层160，达到触控显示装置超薄化的技术效果。此外，通过电极层140设置于电极层120与电极层160之间，使得电极层140可作为输入用以检测触控位置及检测触控压力的驱动信号，故达到触控显示面板100、300、400、500、1000及1100的超薄化技术效果。本发明公开的发明概念并不仅限于液晶面板，只要显示面板具有可提供信号及共同电压vcom的共同电极层，则可分时地作为显示驱动与检测触控压力之用。

请参考图15，图15为本发明一实施例的具有双电极层的触控显示面板1500的迭构图。触控显示面板1500由上而下包含电极层140、介电层150、电极层160、阵列层170及下基板180。介电层150设置于电极层140及电极层160之间，电极层140及160可以是透明电极(ito)，而阵列层170形成于基板180之上。此外，如图16所示，电极层140包含多个感测电极220沿x方向平行设置，电极层160包含多个感测电极230沿y方向平行设置，电极层160可以为共同电极层，而当触控显示面板1500进行像素驱动以显示画面时，共同电压vcom可施加于电极层160。介电层150包含弹性材料，当触控显示面板1500受触控时，可能会使介电层150发生形变。

以下将就触控显示面板1500的感测驱动方式作说明。当使用者以手指或触控笔触控触控显示面板1500的触控表面112，使得电容值c1因电极层140与电极层160之间的电场发生变化而改变，触控显示面板1500即可藉依据电容值c1的改变，决定触控事件及触控位置。而在进行触控位置检测以外的时段，触控显示面板1500可另可依据电容值c1的改变，判断触控位置的触碰压力。值得注意的是，电极层160可分时地作为检测触控压力、检测触控位置及显示驱动时的电极层，故可减少触控显示面板1500的厚度。

第六实施例

请参考图17，图17为本发明第六实施例的具有双电极层的触控显示面板1700的迭构图。触控显示面板1700可以应用于水平电场切换(ips)等其共同电极层与阵列层紧密相邻的显示面板。触控显示面板1700由上而下包含电极层140、介电层150、电极层160、阵列层170及下基板180。其中，介电层150可包含上基板110、滤光层132及液晶层152。介电层150包含弹性材料，当触控显示面板1700受触控时，可能会使介电层150发生形变。此外，触控显示面板1500还可包含上偏光片与下偏光片(未绘示)设置于触控显示面板1500的两侧。如图16所示，电极层140包含多个感测电极220沿x方向平行设置、电极层160包含多个感测电极230沿y方向平行设置，其中x方向与y方向在一平面上可以为正交或垂直。阵列层170为触控显示面板1700的显示区的驱动元件层，可包含数据线或扫描线(未绘示)等金属层。

第七实施例

请参考图18，图18为本发明第七实施例的具有双电极层的触控显示面板1800的迭构图。触控显示面板1800可以应用于水平电场切换(ips)等其共同电极层与阵列层紧密相邻的显示面板。触控显示面板1800由上而下包含上基板110、电极层140、介电层150、电极层160、阵列层170及下基板180。介电层150包含弹性材料，当触控显示面板1800受触控时，可能会使介电层150发生形变。此外，如图16所示，电极层140包含多个感测电极220沿x方向平行设置、电极层160包含多个感测电极230沿y方向平行设置，其中x方向与y方向在一平面上可以为垂直。触控显示面板1800用以检测触控位置及检测触控压力的电极层均整合于显示面板内。

以下说明第六实施例及第七实施例的具有双电极层的触控显示面板1700及1800的详细作动方式。请参考图19及图20，图19用以表示本发明一实施例的触控显示面板(如触控显示面板1700及1800)的相关信号，而图20用以表示本发明一实施例的感测驱动方法2000，其可应用于具有双层感测电极架构的触控显示面板(如触控显示面板1700及1800)。感测驱动方法2000包含：

步骤s2010：于时段a，电极层160自控制单元接收驱动信号tx-tp，亦即控制单元提供驱动信号tx-tp至电极层160；

步骤s2020：于时段a，电极层140输出感测信号rx-tp至阵控制单元(亦即接收来自电极层140的感测信号rx-tp)，以检测触控位置；

步骤s2030：于时段b，电极层140自控制单元接收驱动信号tx-f，亦即控制单元提供驱动信号tx-f至电极层140；

步骤s2040：于时段b，电极层160输出感测信号rx-f至控制单元(亦即控制单元接收来自电极层160的感测信号rx-f)，以检测触控压力的大小；以及

步骤s2050：于时段c，控制单元提供共同电压vcom至电极层160。其中，时段a、b及c在时序上彼此不重叠，而共同电压vcom具有固定的电压电平以供触控显示面板进行像素驱动之需。

在本实施例中，上述步骤s2010至s2050可于触控显示面板1700及1800的每一个画面周期t执行一次，亦即触控显示面板1700及1800会周期性地执行步骤s2010至s2050。于时段a，驱动信号tx-tp被传送到电极层160，并通过电极层140接收感测信号rx-tp，而以互电容检测的方式检测电极层140与电极层160之间的电容值c1的变化，以判断触控显示面板1700或1800是否发生触控事件，并从而决定触控位置及输出触控位置的坐标。于时段b，驱动信号tx-f被传送到电极层140，并通过电极层160接收感测信号rx-f，而以互电容检测的方式检测介电层150的间隙变化(即电容值c1的变化)，以检测触控显示面板1700或1800的触控压力大小。于时段c，共同电压vcom提供至电极层160以执行触控显示面板1700或1800的显示功能。

第八实施例

请参考第21图，第21图为本发明第八实施例的具有双电极层的触控显示面板2100的迭构图。触控显示面板2100可以应用于扭曲向列型(tn)或者垂直配向型(va)等其共同电极层与滤光层紧密相邻的面板。触控显示面板2100由上而下包含电极层140、介电层150、电极层160、介电层190、阵列层170及基板180。介电层150可包含上基板110及滤光层132，而介电层190可包含液晶层152。此外，触控显示面板2100还可包含上偏光片与下偏光片(未绘示)设置于触控显示面板2100的外侧。另外，如第22图所示，电极层140包含多个感测电极220沿x方向平行设置，而电极层160包含多个感测电极230以矩阵方式设置。阵列层170为触控显示面板2100的显示区的驱动元件层，可包含数据线或扫描线(未绘示)等金属层。

以下说明第八实施例的具有双电极层的触控显示面板2100的详细作动方式。请参考第23图控制单元及第24图，第23图用以表示本发明一实施例的触控显示面板2100的相关信号，而第24图用以表示本发明一实施例的感测驱动方法2400，其可应用于具有双层感测电极架构的触控显示面板2100。感测驱动方法2400包含：

步骤s2410：于时段a，电极层160自控制单元接收驱动信号tx-tp，亦即控制单元提供驱动信号tx-tp至电极层160；

步骤s2420：于时段a，电极层140输出感测信号rx-tp至控制单元，以检测触控位置；

步骤s2430：于时段b，电极层160自控制单元接收驱动信号tx-f，且电极层160输出感测信号rx-f至控制单元，而以自电容检测的方式检测触控压力的大小；

步骤s2440：于时段b，使阵列层170具有参考电压vref，其中参考电压vref具有固定的电压电平；以及

步骤s2450：于时段c，电极层160接收控制单元所提供的共同电压vcom。其中，时段a、b及c在时序上彼此不重叠，而共同电压vcom具有固定的电压电平以供触控显示面板进行像素驱动之需。

在本实施例中，上述步骤s2410至s2450可于触控显示面板2100的每一个画面周期t执行一次，亦即触控显示面板2100会周期性地执行步骤s2410至s2450。于时段a，驱动信号tx-tp被传送到电极层160用以沿着x方向逐行驱动电极层160的多个感测电极230，并通过电极层140沿着x方向逐行接收电极层140的多个感测电极240接收感测信号rx-tp，此时，触控显示面板2100以互电容检测的方式检测电极层140与电极层160之间的电容值c1的变化，以判断具双电极层的触控显示面板是否发生触控事件，并从而决定触控位置及输出触控位置的坐标。于时段b，此时阵列层170会保持一参考位准，而驱动信号tx-f被依序传送到电极层140的多个感测电极240，并通过对应的电极层140多个感测电极240依序接收感测信号rx-f，以自电容检测的方式检测电极层140与阵列层170间因介电层190的间隙变化所造成的电容变化，以检测触控显示面板2100的触控压力大小。于时段c，共同电压vcom提供至电极层160以执行触控显示面板2100的显示功能。其中，介电层190可包含弹性材料，使介电层190得以因触控显示面板2100受到外力而产生形变。

在本发明一实施中，触控显示面板的控制单元在触控显示面板的每个画面周期t内会各执行一次检测触控位置的动作以及一次检测触碰压力的动作。请参考第25图，第25图为本发明一实施例的触控显示面板的相关信号的时序图。其中栅极信号(gatesignal)g1至gn表示施加到触控显示面板的用以导通栅极线(gateline)的栅极信号，用以使触控显示面板进行显示功能，而上述的驱动信号tx-tp及驱动信号tx-f会每一画面周期t要结束之前，被传送到对应的电极层120、140或160，以完成检测触控位置的动作以及检测触碰压力的动作。

此外，在本发明另一实施中，每一画面周期t内所要执行的检测触控位置的动作则分段地执行，而每一画面周期t内所要执行的检测触碰压力的动作则一次性地执行。请参考第26图，第26图为本发明另一实施例的触控显示面板的相关信号的时序图。其中，驱动信号tx-tp被区分为驱动信号tx-tp1及tx-tp2，而触控显示面板也可被区分为两个感测区，驱动信号tx-tp1是用以驱动两感测区中一个感测区内的电极层以感测触控位置，而驱动信号tx-tp2是用以驱动两感测区中另一感测区内的电极层以感测触控位置。在每个画面周期t内，驱动信号tx-tp1会在栅极信号g1至gx的脉冲过后先被传送到对应的电极层120、140或160，之后驱动信号tx-f会在栅极信号gx+1至gy的脉冲过后被传送到对应的电极层120、140或160，最后驱动信号tx-tp2会在栅极信号gy+1至gz的脉冲过后被传送到对应的电极层120、140或160。传送完驱动信号tx-tp2之后，控制单元会输出栅极信号gz+1至gn的脉冲，以完成此一画面周期t内的触控显示面板的驱动。其中，x、y、z及n为正整数，而x、y、z皆小于n。

另外，在本发明另一实施中，每一画面周期t内所要执行的检测触控位置的动作以及所要执行的检测触碰压力的动作皆分段地执行。请参考第27图，第27图为本发明另一实施例的触控显示面板的相关信号的时序图。其中，驱动信号tx-tp被区分为驱动信号tx-tp1及tx-tp2，驱动信号tx-f被区分为驱动信号tx-f1及tx-f2，而触控显示面板也可被区分为两个感测区。驱动信号tx-tp1是用以感测两感测区其中一个感测区内的触控位置，而驱动信号tx-tp2是用以另一感测区内的触控位置。相似地，驱动信号tx-f1是用以感测两感测区其中一个感测区内的触碰压力的大小，而驱动信号tx-f2是用以另一感测区内的触碰压力的大小。在每个画面周期t内，驱动信号tx-tp1及驱动信号tx-f1会在栅极信号g1至gp的脉冲过后先被传送到对应的电极层120、140或160，之后驱动信号tx-tp2及驱动信号tx-f2会在栅极信号gp+1至gq的脉冲过后被传送到对应的电极层120、140或160。传送完驱动信号tx-tp2及驱动信号tx-f2之后，控制单元会输出栅极信号gq+1至gn的脉冲，以完成此一画面周期t内的触控显示面板的驱动。其中，p、q及n为正整数，而p、q皆小于n。

请参考第28图，第28图为本发明一实施例的感测驱动方法的流程图。首先，在步骤s2810中，触控显示面板的控制单元会读取感测信号rx-tp，并暂停检测触控压力，亦即触控显示面板的控制单元会暂停输出驱动信号tx-f并停止接收感测信号rx-f。接着，在步骤s2820中，触控显示面板的控制单元会判断感测信号rx-tp的电压电平是否大于预设的临界值，若感测信号rx-tp的电压电平大于预设的临界值则表示触控表面112有被触碰，而执行步骤s2830；反之，则表示触控表面112并未被触碰，则再次地执行步骤s2810。在步骤s2830中，触控显示面板的控制单元会继续读取感测信号rx-tp，并开始判断触控位置所受到的触碰压力的大小，亦即触控显示面板的控制单元会开始输出驱动信号tx-f并开始接收感测信号rx-f。之后，在步骤s2840中，触控显示面板的控制单元会判断感测信号rx-tp的电压电平是否小于预设的临界值，若感测信号rx-tp的电压电平小于预设的临界值，则表示触控表面112未再被触碰，而执行步骤s2810；反之，则表示触控表面112持续地被触碰，而再次地执行步骤s2830。在此实施例中，由于在检测出触控表面112被触碰之前，触控显示面板的控制单元会暂停输出驱动信号tx-f并停止接收感测信号rx-f，故可达到节能的效果。

请参考第29图，第29图为本发明另一实施例的感测驱动方法的流程图。首先，在步骤s2910中，触控显示面板的控制单元会读取感测信号rx-tp，并暂停检测触碰压力，亦即触控显示面板的控制单元会暂停输出驱动信号tx-f并停止接收感测信号rx-f。接着，在步骤s2920中，触控显示面板的控制单元会判断感测信号rx-tp的电压电平是否大于预设的临界值。若感测信号rx-tp的电压电平大于预设的临界值则表示触控表面112有被触碰，而执行步骤s2930；反之，则表示触控表面112并未被触碰，则再次地执行步骤s2910。在步骤s2930中，触控显示面板的控制单元会继续读取感测信号rx-tp，并开始判断触控位置所受到的触碰压力的大小，亦即触控显示面板的控制单元会开始输出驱动信号tx-f并开始接收感测信号rx-f。之后，在步骤s2940中，触控显示面板的控制单元会判断触控位置的触碰压力是否大于预设值。若触控位置的触碰压力大于预设值，则执行步骤s2950；反之，则再次地执行步骤s2930。在步骤s2950中，由于所检测到的触碰压力大于预设值，而使触控显示面板的控制单元得以依据所检测到的触碰压力来判断触控表面112的触控位置，故触控显示面板的控制单元可暂停输出驱动信号tx-tp，并继续地进行触碰压力的感测。由于可暂停输出驱动信号tx-tp，故可达到节能的效果。之后，在步骤s2960中，触控显示面板的控制单元会判断后续所检测到的触碰压力是否降低而小于预设值。若触控位置的触碰压力已小于预设值，则执行步骤s2970；反之，则再次地执行步骤s2950。在步骤s2970中，触控显示面板的控制单元会先恢复驱动信号tx-tp的输出，并接收感测信号rx-tp，且判断感测信号rx-tp是否小于上述预设的临界值。若感测信号rx-tp小于预设的临界值则表示触控表面112当下没有被触碰，而执行步骤s2910；反之，则表示触控表面112当下有被触碰，则再次地执行步骤s2930。

请参考第30图，第30图为本发明再一实施例的感测驱动方法3000的流程图，可应用于具有检测触控压力及检测触控位置功能的触控显示面板，如触控显示面板100、300、400、500、1000、1100、1500、1700、1800及2100等。感测驱动方法3000包含：

步骤s3010：提供驱动信号tx-tp至感测电极220，并接收来自感测电极210的感测信号rx-tp，以根据位置检测频率检测触控显示面板的触控事件的触碰程度。其中，上述位置检测频率是触控显示面板执行触碰位置检测的时间倒数，如每秒执行n次的触碰位置的检测(即n/秒)，n为正整数。此外，判断触控事件的触碰程度的依据可以是感测信号rx-tp的临界值(可能为电压，或电流大小等…)，而当感测信号rx-tp大于第一信号临界值时，则可认定触控事件的触碰程度大于第一触碰程度；

步骤s3020：判断触控事件的触碰程度是否大于第一触碰程度。若触控事件的触碰程度是否大于第一触碰程度，则执行步骤s3030；反之，则回到步骤s3010；

步骤s3030：根据压力检测频率检测触控压力，并根据位置检测频率检测触控事件。其中，上述压力检测频率是触控显示面板执行触碰压力检测的时间倒数，如每秒执行q次的触碰压力的检测(即q/秒)，q为正整数。此外，在步骤s3030中，压力检测频率会小于位置检测频率；

步骤s3040：判断触控压力是否大于预设压力。其中触控压力是否大于预设压力的依据可以是感测信号rx-f的信号临界值，而当感测信号rx-f的信号大于某预设信号临界值时，则可认定触控压力大于预设压力；以及

步骤s3050：调整位置检测频率或压力检测频率，而使压力检测频率大于位置检测频率；之后，再回到步骤s3040。

感测驱动方法3000的详细作动说明如下，以触控显示装置100为例，于步骤s3010，触控显示面板100的控制单元(未绘示)根据位置检测频率检测触控事件而不执行触控压力检测，亦即仅提供驱动信号tx-tp至电极层140及接收来自电极层120的感测信号rx-tp；于步骤s3020，控制单元判断触控事件的触碰程度是否大于第一触碰程度；于步骤s3030，当判断触控事件的触碰程度大于第一触碰程度，亦即当触控显示面板100有一触控事件发生并可以有效地输出一触控位置时，则根据压力检测频率执行检测触控压力及根据持续位置检测频率检测触控事件，其中压力检测频率小于位置检测频率，也就是以低于位置检测频率的频率执行触控压力功能；于步骤s3040，控制单元从触控显示面板100接收感测信号rx-f以判断触控压力是否大于预设压力；于步骤s3050，当感测信号rx-f大于预设压力，调整位置检测频率或压力检测频率，以使压力检测频率大于位置检测频率，也就是以高于于位置检测频率的频率执行触控压力功能。

感测驱动方法3000还可包含：(1)控制单元判断感测信号rx-tp是否大于第二触碰程度，其中第二触碰程度可以大于第一触碰程度，也就是手指或触控笔施加在触控显示面板100的压力大于第二触碰程度；及(2)当触控事件大于第二触碰程度，则只于触控事件的有效区域(activearea)中检测有效区域的触控压力。如此一来，当触控显示面板100检测到触控事件的有效区域后，可确定触控显示面板100仅在有效区域受到外力触控，因此仅在触控显示面板100的触控事件的有效区域执行检测触控压力；而不必额外于非有效区域(inactivearea)执行检测触控压力，降低能量消耗。

综上所述，在本发明各实施例中，以分时控制的方式，分别在不同时段将其中一电极层的多个感测电极分时地作为用以触控位置所受到触控力大小的电极，以及作为用以提供共同电压的共同电极。因此，同一电极层可具有双重的功能，故可有效地减少触控显示面板的整体厚度，而有助于触控显示面板的超薄化。此外，因同一电极层可具有上述双重的功能，故不需通过外挂的压力感测器即可使触控显示面板具有检测外力大小的功能，而可相对地减少贴合工续。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。